WCDMA无线接入系统资料

WCDMA无线接入系统综合通信设计研究院赵品勇内容提纲一、WCDMA无线网概述二、UTRAN体系结构三、物理层四、无线资源管理2G9.6-14.4kbps网络的演进WCDMAGSMGPRSEDGETDMAGSMGPRSGSMPDCcdma20001xEVcdma20001xcdmaOne2.5G64-144kbps3G384-2Mbps3G+80%oftheusersUpto10Mbps中国无线频段使用情况及3G频段分配890909中国移动GSM联通GSM915中国移动GSM联通GSM935954960中国移动DCS1710172517451755联通DCS中国移动DCS1820184018501805联通DCSPHS1900191521702110198019203Gtrial3Gtrial450无绳电话CT2457806821开放频段集群825835联通CDMA840843集群851866870880联通CDMA4604671755FDD补充频段185018801785192019802170211020252010FDD补充频段FDD主要频段TDD主要频段TDD主要频段FDD主要频段2300卫星频段卫星频段2400TDD补充频段无线电定位业务3GPP标准Release99(R3)2000年3月正式发布3GPPTSAB.XYZv3.n.mRelease4(R4)2001年3月正式发布3GPPTSAB.XYZv4.n.mRelease5(R5)2002年3月正式发布3GPPTSAB.XYZv5.n.mRelease6/7(R6/R7)正在完善中每次3GPP全会(3个月)后都会对规范进行修正或补充21seriesRequirementsspecifications22seriesServiceaspects23seriesTechnicalrealization24seriesSignallingprotocols25seriesUTRAaspects26seriesCodecs27seriesData28seriesReservedforfutureuse29seriesSignallingprotocols(NSS)30seriesProgrammemanagement31seriesUIM(UserIdentityModule)32seriesOperationandMaintenance33seriesSecurityaspects34seriesTestspecifications35seriesAlgorithms3GPPRelease43GPPRelease19993GPPRelease5Q2Q1Q3Q2Q3Q4Q4Q1Q1Q2Q3Q4Q4Q3Q110978542314111213GPPTSGsPlenaryMeetings615Versionsof3GPPRelease1999Versionsof3GPPRelease4Q213199820011999200020023GPP标准发布时间R99UTRAN主要功能频分双工模式(UTRAN-FDD):上行和下行是对称的5MHz带宽，3.84Mcps在慢移动状态下，数据传输速率可以达到2Mbps时分双工模式(UTRAN-TDD)上行和下行非对称的5MHz带宽，3.84Mcps在慢移动和小覆盖范围内提供高速数据服务5MHz带宽上采用扩频CDMA技术在提供UTRAN/GSM间切换的同时，提供FDD/TDD间的切换小区级移动性管理切换控制(Soft/Softer,HardHand-over)无线空中接口的改进在软切换时，提供DSCH信道的功率控制功能UTRA复用器以提高覆盖面积UMTS1800/1900无线接入网络(RAN)的改进无线接入承载(RAB)的增强功能，特别是支持VoIP的包头压缩TDD基站的同步方式UTRAN传输网络的演进Iub、Iur接口上AAL2连接的QoS优化Iub、Iur以及Iu接口上传输承载的修改过程低码片速率的TDD方式(1.28Mcps)Iub、Iur接口上无线资源管理(RRM)的优化R4在在UTRAN上的改进R5在空中接口方面的改进高速下行链路分组数据接入(HSDPA)提高数据吞吐量和峰值数据速率高阶调制和功率控制传输分集增益(BLAST)新的流量调度算法终端的“节电”模式通过对DPCCH信道设定传输门限从而减少UL/DL的干扰基站的分级定义Macrocell、Microcell、Picocell适用于FDD/TDD方式统一定义了使用环境、无线参数以及一致性测试规范不同频率、不同系统间测量的改进当测量其它不同频率时，改进压缩模式操作(Compressedmodeoperation)来提高系统容量内容提纲一、WCDMA无线网概述二、UTRAN体系结构三、物理层四、无线资源管理UTRAN体系结构RNSRNCRNSRNCCoreNetworkNodeBNodeBNodeBNodeBIuIuIurIubIubIubIubIu接口功能•Iu接口功能–无线接入承载管理功能–无线资源管理功能–Iu链路管理功能–Iu用户面（RNL）管理功能–移动性管理功能–安全性功能–业务和网络接入功能–Iu协调功能（Paging）Iur接口功能•Iur接口功能–传输网络管理–公共传输信道的业务管理•准备公共传输信道资源•寻呼–专用传输信道的业务管理•RL建立/增加/删除•测量报告–对公共和专用测量目标的测量报告Iub接口功能•Iub接口功能–Iub传输资源管理–NodeB逻辑OM–特定实现OM的传输–系统信息管理–公共信道业务管理–专用信道业务管理–共享信道管理–定时和同步管理基本概念基本概念ServingRNC与DriftRNCSourceRNC与TargetRNCCRNCSRNC/DRNCCNSRNCDRNCIuIur在RNC之间切换的时候：与CN有连接，为UE提供资源的RNC叫SRNC；与CN没有连接，为UE提供资源的RNC叫DRNCSourceRNC/TargetRNC在RNC之间迁移的时候：原来为SRNC的RNC叫SourceRNC；将要成为SRNC的RNC叫TargetRNC。CNCNSourceRNCTargetRNCRNCIuIuIurServingRNCCRNC从资源管理的角度来看：管理NodeB资源的RNC叫这些NodeB的CRNC。CNCRNCIuNodeB和RNC功能RF前前前前前前前前前前前前前前前前RF前前前前前前前前前前前前前前前前NodeBNodeBIub前前前前前前Iur前前前前前前前前前前前前Iu前前Iu_CSIu_PSOMCRNCUu接口协议栈结构L3controlcontrolcontrolcontrolLogicalChannelsTransportChannelsC-planesignallingU-planeinformationPHYL2/MACL1RLCDCNtGCL2/RLCMACRLCRLCRLCRLCRLCRLCRLCDuplicationavoidanceUuSboundaryBMCL2/BMCRRCcontrolPDCPPDCPL2/PDCPDCNtGCUu接口PDCP功能•PDCP功能–映射网络PDU从网络协议到RLC协议–头压缩/解压缩Uu接口BMC功能•BMC功能–小区广播消息存储–业务量监测和CBS无线资源请求–BMC消息调度–传送BMC消息到UEUu接口RRC功能(一)•RRC功能–接入层信息广播–RRC连接的建立、重建、维护和释放–无线承载的建立、重配置和释放–RRC连接无线资源的指配、重配置和释放–RRC连接移动性管理功能–寻呼/通知–高层PDU路由–请求的QoS控制Uu接口RRC功能(二)•RRC功能（续）–UE测量控制和测量报告–外环功率控制–加密控制–ULDCH无线资源仲裁–完整性保护–CBS初始配置–CBS无线资源分配–CBS不连续接收控制RLC的功能•RLC连接建立/释放•透明数据传输分段和重组数据传输•非确认方式数据传输数据错误检测传递唯一性立即传递•确认方式数据传输无差错传递传递唯一性按序传递无序传递•QoS设置•不可恢复错误的通知逻辑信道控制逻辑信道（CCH）BCCH：广播控制信道PCCH：寻呼控制信道DCCH：专用控制信道CCCH：公共控制信道SHCCH：上行共享控制信道业务逻辑信道（TCH）DTCH：专用业务信道CTCH：公共业务信道Uu接口MAC功能•MAC功能–逻辑信道到传输信道的映射–根据瞬时数据速率选择传输格式–UE内不同数据流的优先级处理–动态调度UE之间优先级处理–公共传输信道上标示不同UE–在公共传输信道上，复用/分解高层PDU进入/从传输块集。该传输块集来自/发送到物理层–在专用传输信道上，复用/分解高层PDU进入/从传输块集。该传输块集来自/发送到物理层–业务量测量–动态传输信道类型切换–加密传输信道公共传输信道RACH——随机接入信道FACH——前向接入信道CPCH——公共分组信道DSCH——下行共享信道BCH——广播信道PCH——寻呼信道SCH——同步信道专用传输信道DCH——专用信道逻辑信道到传输信道的映射关系BCHPCHDSCHFACHRACHDCHBCCH-SAPDCCH-SAPCCCH-SAPPCCH-SAPDTCH-SAPTransportChannelsMACSAPsFAUSCHUSCH(TDDonly)CPCH(FDDonly)CTCH-SAPSHCCH-SAP(TDDonly)从UTRAN角度看信道映射关系Uu接口L1功能•L1功能–宏分集合并/分发和软切换执行–传输信道错误检测，并向高层指示–传输信道FEC编解码和交织/去交织–传输信道复用和码组合信道解复用–速率匹配–码组合信道到物理信道的映射–功率加权和物理信道合并–物理信道调制/解调和扩频/解扩–频率和时间(chip,bit,slot,frame)同步–测量并向高层指示–闭环功率控制–RF处理三层信道概念逻辑信道RLC与MAC之间传输信道MAC与物理层之间物理信道内容提纲一、WCDMA无线网概述二、UTRAN体系结构三、物理层四、无线资源管理WCDMA物理链路示意前前前前p(t)PAMUX前前前前*jp(t)PilotDPCCHDPDCHtwcos......twsinI+jQTPCcommandscrambS前前1slotIcQc1010DTFCITPCCRC前前前信息匹配滤波器RAKE合并Viterbi译码帧错误检测LPF目标FER判决测定SIR判决TPC命令目标SIR延时内环功控外环功控物理信道物理信道可以由某一载波频率、码（信道码和扰码）、相位确定。在采用扰码与扩频码的信道里，扰码或扩频码任何一种不同，都可以确定为不同的信道。多数信道是由无线帧和时隙组成，每一无线帧包括15个时隙。物理信道分为上行物理信道和下行物理信道。频率、码、相位物理信道上行物理信道–上行公共物理信道•物理随机接入信道(PRACH)•物理共用分组信道(PCPCH)–上行专用物理信道•上行专用物理数据信道(uplinkDPDCH)•上行专用物理控制信道(uplinkDPCCH)上行物理信道上行DPDCH/DPCCH帧结构PilotNpilotbitsTPCNTPCbitsDataNdatabitsSlot#0Slot#1Slot#iSlot#14Tslot=2560chips,10*2kbits(k=0..6)1radioframe:Tf=10msDPDCHDPCCHFBINFBIbitsTFCINTFCIbits上行专用物理信道DPDCH和DPCCH在无线帧通过I/Q复用DPDCH用来传输层2及更高层产生的专用数据DPCCH用来传输层1的控制信息帧长为10ms，分15个时隙，每时隙2560chipsDPDCH的扩频因子为4到2